马亚芬
,
谌伦建
,
张传祥
,
邢宝林
材料导报
煤基活性炭是超级电容器电极的主要材料之一,分析了煤基活性炭的性质与超级电容器性能的关系,介绍了活性炭的表面结构,论述了活性炭表面化学性质的改性方法的研究进展,认为多种方法复合改性是煤基活性炭改性的发展方向,并阐述了电极用活性炭材料的应用趋势.
关键词:
煤基活性炭
,
改性
,
电极材料
,
超级电容器
邢宝林
,
李龙
,
马爱玲
,
张传祥
,
谌伦建
材料导报
以内蒙古优质褐煤为原料,KOH为活化剂,采用微波加热活化法制备超级电容器用活性炭,利用低温氮气吸附及恒流充放电、循环伏安等方法测定活性炭的孔结构及其用作电极材料的电化学性能,并与日本商业化超级电容器用活性炭在结构及性能方面进行对比分析.结果表明,在碱炭比为3,微波活化时间为20 min的条件下,可制备出比表面积达2593 m2/g、总孔容达1.685 cm3/g、孔径主要分布在0.5～10 nm之间、中孔率达67.3％、平均孔径为2.61 nm的优质活性炭.该活性炭用作超级电容器电极材料在3mol/L KOH电解液中具有优异的电化学性能,电流密度由50mA/g提高到10 A/g时,其比电容由346F/g降低到273 F/g,显示出良好的功率特性,经1000次循环后,比电容保持率为93.2％.与商业活性炭相比,微波法活性炭的性能更加优良.
关键词:
煤基活性炭
,
微波加热
,
超级电容器
,
电极材料
,
电化学性能
刘林勤
,
谌伦建
,
马亚芬
,
邢宝林
,
黄光许
材料导报
非对称型超级电容器作为超级电容器的新生代,具有比能量高、比功率大和循环性能良好等优点.综述了非对称型超级电容器的工作原理及发展现状,认为廉价易得、性能优良的金属氧化物、导电聚合物等与高比表面积碳材料的复合与匹配,不同孔隙结构的碳材料、水合金属氧化物等作为电容器正负极,可能是非对称超级电容器的研发方向.
关键词:
超级电容器
,
电化学
,
电极材料
,
非对称
臧传义
,
陈奎
,
陈孝洲
,
陈立学
,
谌伦建
功能材料
利用高温高压温度梯度法,在FeNi-C-FeS体系中进行了宝石级金刚石大单晶的合成研究,重点考察了FeS含量对金刚石中氮含量的影响。结果发现体系中随着掺杂FeS含量的增加,晶体品质会遭到一定程度的破坏,尤其是{100}生长区域。对晶体中氮含量而言,当掺杂FeS的量由0增加至1.25%时,{111}生长区域的氮含量与纯FeNi-C体系相比几乎没有发生变化,而{100}生长区域的氮含量却发生较大变化,远远低于纯FeNi-C体系中{100}生长区域的氮含量。这说明掺杂FeS更易对晶体的{100}生长区域产生影响,或者说S元素更容易进入{100}生长区域,这样S原子与N原子之间产生竞争,使氮原子进入金刚石的几率减少,导致{100}生长区域的氮含量急剧下降。
关键词:
高温高压
,
温度梯度法
,
金刚石
,
氮含量
臧传义
,
陈奎
,
谌伦建
,
陈孝洲
,
陈立学
人工晶体学报
天然金刚石主要生长面为{111},在其表面经常会存在大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷,这种缺陷很少出现在人工合成金刚石单晶的表面.本研究在高温高压5.4 GPa、1550 K的条件下,以FeNi合金作为触媒,FeS为添加剂,利用温度梯度法(TGM)直接合成金刚石单晶的{111}表面同样发现有大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷.而在体系中加入微量单质B时,高温高压直接合成金刚石单晶的{111}表面不仅存在大量金字塔状的三角锥蚀坑,还出现了天然金刚石表面不曾发现的大量规则的三角凸起平台和凸起的金字塔状或者顶面平整的三角锥缺陷.由此推断,尽管天然金刚石{111}表面经常出现的三角锥缺陷可能是在自然环境中后期腐蚀出现的,而在FeNi-C-FeS体系高温高压直接合成的金刚石单晶{111}表面出现的三角锥缺陷却是在晶体生长过程中直接形成的,FeS在这种表面缺陷的形成过程中起着不可或缺的作用.
关键词:
高温高压
,
三角蚀坑
,
金刚石单晶
,
表面缺陷
邢宝林
,
黄光许
,
谌伦建
,
张传祥
,
徐冰
材料导报
超级电容器是一种介于传统电容器与电池之间的新型储能元件,具有广阔的应用前景和巨大的经济价值.电极材料是决定超级电容器性能的关键因素,因而备受关注.主要论述了目前应用于超级电容器的多孔炭材料、金属氧化物及导电聚合物等电极材料的研究进展,探讨了电极材料今后的发展方向和研究重点,并指出大力开发复合电极材料是改善超级电容器性能的有效途径.
关键词:
超级电容器
,
电极材料
,
多孔炭
,
金属氧化物
,
导电聚合物
邢宝林
,
谌伦建
,
张传祥
,
黄光许
,
朱孔远
材料导报
活性炭因具有制备简单、成本低、比表面积大、导电性好以及化学稳定性高等特点,作为超级电容器电极材料已得到广泛应用.论述了活性炭电极超级电容器的工作原理及活性炭物化性质对超级电容器电化学性能的影响,介绍了活性炭电极材料的最新研究进展,展望了其应用前景,指出寻找新炭源及活化技术、探索活性炭孔结构和表面性质的有效控制手段、开发活性炭复合材料等是该领域今后研究的重点方向.
关键词:
活性炭
,
电极材料
,
超级电容器
,
电化学性能
邢宝林
,
张传祥
,
谌伦建
材料导报
以河南永城无烟煤为原料、KOH为活化剂制备了高比表面积的煤基活性炭,采用低温N_2吸附法对活性炭的比表面积、孔容及孔径分布进行了表征,并对其用作双电层电容器电极材料的电化学性能进行了系统测试.在KOH与煤的质量比为4:1、活化温度为800℃、活化时间为1h的条件下制备出的活性炭其比表面积高达3224m~2/g,总孔容达1.76cm~3/g,中孔率为57.95%.该活性炭电极在3mol/L KOH电解液中的比电容高达324F/g,且具有良好的循环性能,当电流密度为40mA/g时,经1000次循环后,比电容保持率超过92%,且其漏电流很小.
关键词:
煤基活性炭
,
双电层电容器
,
电化学性能
